簡析影響焊接質量的因素與焊接問題的解決措施

孫澤

摘要：結合筆者的實踐工作經驗，本文對焊接質量的影響因素與焊接過程中的問題及解決措施進行了簡要分析。

關鍵詞：焊接質量;影響因素;焊接工藝;解決措施

一、焊接質量的影響因素

1、焊接工藝的因素。焊接質量對工藝方法的依賴性較強，其影響主要來自兩個方面：一方面是工藝制訂的合理性;另一方面是執行工藝的嚴肅性。某一產品或某種材料的焊接工藝的制定，首先要進行焊接工藝評定，然后根據評定合格的工藝評定報告和圖樣技術要求制訂焊接工藝規程、編制焊接工藝說明書或焊接 工藝卡。這些以書面形式表達的各種工藝參數是指導施焊時的依據，它是模擬生產條件所作的試驗和長期積累的經驗以及產品的具體技術要求而編制出來的，是保證 焊接質量的基礎。在此基礎上需要保證的另一方面是貫徹執行焊接工藝的嚴肅性。在沒有充分根據的情況下不得隨意變更工藝參數，即使確需改變，也必須履行一定 程序和手續。

2、機器設備因素。機器設備這一因素對焊接來說就是各種焊接設備。焊接設備的性能，它的穩定性與可靠性對焊接質量會產生一定影響，特別是結構 復雜、機械化、自動化高的設備，由于對它的依賴性更高，因此要求它有更好、更穩定的性能。在壓力容器質量體系中，要求建立包括焊接設備在內的各種在用設備 的定期檢查制度。

3、操作人員因素。焊接工作的操作人員主要就是焊工及焊接設備的操作人員。各種不同的焊接方法對焊工的依賴程度不同，手工操作占支配地位的手 弧焊接，焊工操作技能的水平和謹慎認真的態度對焊接質量至關重要。即使埋弧自動焊，焊接規范的調整和施焊也離不開人的操作。由于焊工質量意識差、操作粗心 大意，不遵守焊接工藝規程，操作技能差等都可能影響焊接質量。

4、材料因素。焊接使用的材料包括各種被焊材料，也包括各種焊接材料、還有與產品配合使用的各種外購或外協加工的零部件。焊接生產中使用這些 材料的質量是保證焊接產品質量的基礎和前提。從全面質量管理的觀點出發，為了保證焊接質量，從生產過程的起始階段，即投料之前就要把好材料關。

5、環境因素。在特定環境下，焊接質量對環境的依賴性也是很大的。因為焊接操作常常在室外露天進行，必然受到外界自然條件，如溫度、濕度、風 力及雨雪天氣的影響，在其它因素一定的情況下，有可能單純因環境因素造成焊接質量問題。環境因素的控制措施比較簡單，當環境條件不符合規定要求時，如風力 較大或雨雪天氣可暫時停止焊接工作或采取有效防護措施后再進行焊接，過低的氣溫可對工件適當預熱等。

二、焊接過程中的問題及解決措施

1、熱裂紋。熱裂紋可發生在焊縫區或熱影響區，沿焊縫長度方向分布。熱裂紋的微觀特征是沿晶界開裂，所以又稱晶間裂紋。因熱裂紋在高溫下形 成，所以有氧化色彩，焊后立即可見。熱裂紋產生的主要原因是焊縫金屬的晶界上存在低熔點共晶體（含硫、磷、銅等雜質），接頭中存在拉應力。主要解決措施為 選用適宜的焊接材料，嚴格控制有害雜質碳、硫、磷的含量。Fe和FeS易形成低熔點共晶，其熔點為988℃，很容易產生熱裂紋。嚴格控制焊縫截面形狀，避 免突高，扁平圓弧過渡。縮小結晶溫度范圍，改善焊縫組織，細化焊縫晶粒，提高塑性減少偏析。確定合理的焊接工藝參數，減緩焊縫的冷卻速度，以減小焊接應 力。如采用小線能量，焊前預熱，合理的焊縫布置等。

2、冷裂紋。冷裂紋發生于碳鋼或合金鋼，高的含碳量和合金含量。冷裂紋具有延遲性質，主要是延遲裂紋。冷裂紋產生的主要原因是焊接接頭（焊縫 和熱影響區及熔合區）的淬火傾向嚴重，產生淬火組織，導致接頭性能脆化。焊接接頭含氫量較高，并聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子，造成非常大的局部壓力，使接頭脆化;磷含量過高同樣產生冷裂紋。存在較大的拉應力。因氫的擴散需要時間，所以冷裂紋在焊后需延遲一段時間才出現。由于是氫所誘發的，也叫氫致裂 紋。防止冷裂紋的措施為選用堿性焊條或焊劑，減少焊縫金屬中氫的含量，提高焊縫金屬塑性。焊條焊劑要烘干，焊縫坡口及附近母材要去油、水、除銹，減少氫的 來源。工件焊前預熱，焊后緩冷（大部分材料的溫度可查表），可降低焊后冷卻速度，避免產生淬硬組織，并可減少焊接殘余應力。采取減小焊接應力的工藝措施，如對稱焊，小線能量的多層多道焊等，焊后進行清除應力的退火處理。焊后立即進行去氫（后熱）處理，加熱到250℃，保溫2～6h，使焊縫金屬中的擴散氫逸 出金屬表面。

3、氣孔產生的原因和預防措施。焊接部位不潔凈容易產生氣孔。因此，焊接部位要求在焊接前清除油污、鐵銹等臟物;使用低氫焊條焊接時要求更為 嚴格。焊條和焊劑一定要嚴格按照規定的溫度進行烘焙和保溫。要求采取適宜的焊接規范，不要采用過大的焊接電流。注意控制母材及焊材的化學成分。焊接速度過 快，焊接時操作不當，電弧拉得過長，使得有較多氣體溶入金屬溶液內。焊波接頭氣孔，使用低氫焊條往往容易在焊縫接頭處出現表面和內部氣孔。氣體保護焊時應 調節氣體流量至適當值。

4、夾渣與夾雜。夾渣與夾雜的原因是坡口角度或焊接電流太小。焊件邊緣有氧割或碳弧氣刨熔渣，邊緣清理不凈，有殘留 氧化物鐵皮和碳化物等。酸性焊條時，由于電流小或運條不當形成糊渣。堿性焊條時，由于電弧過長或極性不正確也會造成夾渣。夾渣與夾雜的預防措施：清除焊道 上的雜質、污物，尤其是焊接坡口要保持清潔干燥，控制鐵水與熔渣分離。按焊接工藝數據要求，選用合適的焊接電流和焊接速度，運條擺動要適當。多層焊時，加 強焊接過程的層道清理，仔細觀察坡口兩側熔化情況，每一層都要認真清理焊渣。使用合適規格的焊條、選用適宜的坡口形式及尺寸。提高焊工的操作技術水平。

三、結束語

隨著工業化程度的提高，相應的工業設備在其產品結構、加工工藝及應用領域不斷更新與發展，對產品的加工質量要求不斷提高，對于焊接工藝及方法提出了更高的要求，因此，優化焊接工藝及焊接方法，是焊接工業領域中不容忽視的組成部分。

參考文獻：

[1]柳天寶.試論焊接缺陷的形成與預防措施[J].現代經濟信息.2009

[2]張杰，張彥昌.鎳基合金的焊接技術與研究[J].價值工程.2010

[3]陳邦固，李恒，張淑英，中國焊接技術的發展成就及行業概覽[J].焊接.2007